一种射流控制飞行验证方法及飞行验证模型

摘要

本发明涉及射流控制技术领域，具体涉及一种射流控制飞行验证方法及飞行验证模型。验证方法包括步骤：S1于飞行平台设置射流舵面和机械舵面；S2设置飞行平台的基准状态；S3利用机械舵面将飞行平台调整至基准状态后，锁定机械舵面；S4利用射流舵面操控飞行平台，以对射流舵面的控制性能进行验证。验证模型，其包括：飞行平台、射流舵面、机械舵面和切换机构；射流舵面和机械舵面均设于飞行平台。其能够大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。

权利要求

1.一种射流控制飞行验证方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：于飞行平台设置射流舵面和机械舵面；

S2：设置所述飞行平台的基准状态；

S3：利用所述机械舵面将所述飞行平台调整至所述基准状态后，锁定所述机械舵面；

S4：利用所述射流舵面操控所述飞行平台，以对所述射流舵面的控制性能进行验证；

步骤S3包括以下步骤：

S31：选定验证方向；

S32：利用所述机械舵面将所述飞行平台在所述验证方向调整至基准状态；以及S33：在所述验证方向上锁定所述机械舵面；

所述机械舵面包括：升降机械舵面、横向机械舵面和航向机械舵面；

在步骤S3中，锁定所述机械舵面包括：将所述升降机械舵面、所述横向机械舵面和所述航向机械舵面中的至少一者进行锁定；

步骤S4具体为：利用所述射流舵面在所述验证方向上对所述飞行平台进行操控，以验证所述射流舵面在该操控方向上的控制性能；调整所述射流舵面的压比来完成对所述飞行平台的姿态操控，以验证所述射流舵面的控制性能；利用所述射流舵面在被锁定的所述机械舵面所对应的操控方向上对所述飞行平台进行操控，以验证所述射流舵面在该操控方向上的控制性能。

2.根据权利要求1所述的射流控制飞行验证方法，其特征在于，步骤S4之后还包括以下步骤：S5：当所述射流舵面异常时，关闭所述射流舵面并激活所述机械舵面。

3.根据权利要求2所述的射流控制飞行验证方法，其特征在于，步骤S5包括以下步骤：S51：在所述射流舵面异常时确定所述射流舵面的失效方向；

S52：关闭所述失效方向上的所述射流舵面；

S53：激活所述失效方向上的所述机械舵面。

4.根据权利要求3所述的射流控制飞行验证方法，其特征在于，步骤S5中的步骤S53之后还包括以下步骤：S54：飞行平台回到失效方向上的基准状态后，利用所述射流舵面在非失效方向上操控所述飞行平台，以对所述射流舵面的控制性能继续进行验证。

5.根据权利要求2所述的射流控制飞行验证方法，其特征在于，步骤S5之后还包括以下步骤：S6：在所述飞行平台通过所述机械舵面重新回到基准状态的过程中，验证所述机械舵面的姿态回调性能。

6.根据权利要求1所述的射流控制飞行验证方法，其特征在于，步骤S33具体为：保留所述机械舵面在非验证方向的控制权限，限制所述机械舵面在所述验证方向的控制权限；

步骤S4还包括：控制所述射流舵面在所述验证方向上作动，使所述飞行平台达到新的配平状态，以验证所述射流舵面在所述验证方向上的控制性能。

说明书

一种射流控制飞行验证方法及飞行验证模型

技术领域

[0001] 本发明涉及射流控制技术领域，具体而言，涉及一种射流控制飞行验证方法及飞行验证模型。

背景技术

[0002] 射流飞行控制技术是一种全新的飞行控制理念，通过射流控制柯恩达表面边界层流动，诱导机翼尾缘流线偏转产生虚拟舵面以实现无舵面飞行控制。射流虚拟舵面不改变飞机的体积外形，保证飞机精心设计的隐身外形，提高飞机的全向隐身能力。同时取消襟翼、副翼等活动机械舵面及作动装置，降低机械系统复杂度，降低结构重量，提高空间利用率，有利于装载更多燃油和任务载荷，增加航时和作战半径。

[0003] 射流飞行控制技术作为一种飞行姿态控制手段，在飞行过程中要始终确保模型按飞行控制要求调整运动姿态。而飞行姿态控制作为飞行控制律的内环，是确保飞行器飞行安全的基石，贯穿飞行任务的全过程。一直以来射流飞行控制技术的飞行验证始终是一项难题，技术风险和安全风险极高。

[0004] 有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

[0005] 本发明的第一个目的在于提供一种射流控制飞行验证方法，其能够大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。此外，还能够进一步拓宽飞行器的姿态控制的验证范围，便于更加准确地确定飞行器的姿态调控极限，对于掌握飞行器的实际性能和性能极限而言具有积极意义，同时为飞行器的使用安全标准提供了参考。这些均有助于推动射流控制技术的深入研究和实际应用。

[0006] 本发明的第二个目的在于提供一种飞行验证模型，其能够大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。此外，还能够进一步拓宽飞行器的姿态控制的验证范围，便于更加准确地确定飞行器的姿态调控极限，对于掌握飞行器的实际性能和性能极限而言具有积极意义，同时为飞行器的使用安全标准提供了参考。这些均有助于推动射流控制技术的深入研究和实际应用。

[0007] 本发明的实施例是这样实现的：

[0008] 一种射流控制飞行验证方法，其包括以下步骤：

[0009] S1：于飞行平台设置射流舵面和机械舵面；

[0010] S2：设置飞行平台的基准状态；

[0011] S3：利用机械舵面将飞行平台调整至基准状态后，锁定机械舵面；

[0012] S4：利用射流舵面操控飞行平台，以对射流舵面的控制性能进行验证。

[0013] 进一步地，射流控制飞行验证方法还包括以下步骤：

[0014] S5：当射流舵面异常时，关闭射流舵面并激活机械舵面。

[0015] 进一步地，步骤S5包括以下步骤：

[0016] S51：在射流舵面异常时确定射流舵面的失效方向；

[0017] S52：关闭失效方向上的射流舵面；

[0018] S53：激活失效方向上的机械舵面。

[0019] 进一步地，步骤S5还包括以下步骤：

[0020] S54：飞行平台回到失效方向上的基准状态后，利用射流舵面在非失效方向上操控飞行平台，以对射流舵面的控制性能继续进行验证。

[0021] 进一步地，射流控制飞行验证方法还包括以下步骤：

[0022] S6：在飞行平台通过机械舵面重新回到基准状态的过程中，验证机械舵面的姿态回调性能。

[0023] 进一步地，步骤S3包括：

[0024] S31：选定验证方向；

[0025] S32：利用机械舵面将飞行平台在验证方向调整至基准状态；以及

[0026] S33：在验证方向上锁定机械舵面。

[0027] 步骤S4包括：利用射流舵面在验证方向上对飞行平台进行操控，以验证射流舵面在该操控方向上的控制性能。

[0028] 进一步地，步骤S33包括：保留机械舵面在非验证方向的控制权限，限制机械舵面在验证方向的控制权限。

[0029] 步骤S4包括：控制射流舵面在验证方向上作动，使飞行平台达到新的配平状态，以验证射流舵面在验证方向上的控制性能。

[0030] 进一步地，步骤S4包括：调整射流舵面的压比来完成对飞行平台的姿态操控，以验证射流舵面的控制性能。

[0031] 进一步地，机械舵面包括：升降机械舵面、横向机械舵面和航向机械舵面；

[0032] 在步骤S3中，锁定机械舵面包括：将升降机械舵面、横向机械舵面和航向机械舵面中的至少一者进行锁定。

[0033] 步骤S4包括：利用射流舵面在被锁定的机械舵面所对应的操控方向上对飞行平台进行操控，以验证射流舵面在该操控方向上的控制性能。

[0034] 一种飞行验证模型，其包括：飞行平台、射流舵面、机械舵面和切换机构；射流舵面和机械舵面均设于飞行平台。

[0035] 切换机构用于在机械舵面将飞行平台调整至所需状态后锁定机械舵面。

[0036] 射流舵面用于在机械舵面被锁定后操控飞行平台，以对射流舵面的控制性能进行验证。

[0037] 本发明实施例的技术方案的有益效果包括：

[0038] 采用本发明实施例提供的射流控制飞行验证方法进行验证的过程中，先利用机械舵面将飞行平台调整至基准状态之后，再利用射流舵面操控飞行平台来验证射流舵面的控制性能，如此设计，一方面可以确保飞行平台能够准确地达到预设的基准状态，保证后续开展对射流舵面的测试结果的准确性。另一方面，将飞行平台调整至基准状态无需采用射流舵面，降低了验证过程中射流舵面的使用占比，射流舵面无需在保证飞行平台的在基准状态下的平衡的前提下测试其控制性能，而是直接在已经处于基准状态的飞行平台上对射流舵面射流舵面的控制性能进行验证。

[0039] 也就是说，射流舵面一旦作动，其作动效果可以直接反映到飞行平台的姿态变化上，可以更加精确地对射流舵面的控制性能进行验证和评估。

[0040] 与采用射流舵面将飞行平台调整至基准状态再进行射流舵面的控制性能验证的方式相比，在验证过程中无需将用于使飞行平台保持基准状态的那一部分的射流舵面的能效扣除，大大降低了验证难度，提高了验证结果的准确性。

[0041] 由于机械舵面是传统的成熟技术，采用机械舵面来将飞行平台调整至基准状态，更利于保证基准状态的稳定性和实验过程的可控性。若是利用射流舵面代替机械舵面来将飞行平台调整至基准状态，由于射流舵面的控制性能本身就还需要进行验证，对其实际的控制性能本身就掌握不足，要利用射流舵面是飞行平台稳定地保持在基准状态的难度非常高，加上后续还要在基准状态的基础上继续开展对射流舵面的验证，这就使得飞行平台的飞行状态非常不稳定，潜在风险非常高，不仅无法保证验证过程的安全性，也无法保证验证结果的可靠性。

[0042] 通过本实施例的技术方案的特殊设计，有效地克服了以上问题，大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。

[0043] 在此基础上，由于飞行平台上同时设置了机械舵面和射流舵面，可以预先设置不同的基准状态，然后在不同的基准状态下分别对射流舵面的控制性能进行验证，这样的话，在保持射流舵面的调整范围不变的情况下，可以有效地拓宽射流舵面在飞行平台的实际验证范围，便于更加准确地确定飞行器的姿态调控极限，对于掌握飞行器的实际性能和性能极限而言具有积极意义，同时为飞行器的使用安全标准提供了参考。这些均有助于推动射流控制技术的深入研究和实际应用。

[0044] 总体而言，本发明实施例提供的射流控制飞行验证方法能够大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。此外，还能够进一步拓宽飞行器的姿态控制的验证范围，便于更加准确地确定飞行器的姿态调控极限，对于掌握飞行器的实际性能和性能极限而言具有积极意义，同时为飞行器的使用安全标准提供了参考。这些均有助于推动射流控制技术的深入研究和实际应用。

[0045] 本发明实施例提供的飞行验证模型能够大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。此外，还能够进一步拓宽飞行器的姿态控制的验证范围，便于更加准确地确定飞行器的姿态调控极限，对于掌握飞行器的实际性能和性能极限而言具有积极意义，同时为飞行器的使用安全标准提供了参考。这些均有助于推动射流控制技术的深入研究和实际应用。

附图说明

[0046] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0047] 图1为本发明实施例1提供的射流控制飞行验证方法的流程示意图；

[0048] 图2为本发明实施例1提供的射流控制飞行验证方法的步骤S5的示意图；

[0049] 图3为本发明实施例1提供的射流控制飞行验证方法的步骤S5的具体流程示意图；

[0050] 图4为本发明实施例1提供的射流控制飞行验证方法的步骤S5的另一流程的示意图；

[0051] 图5为本发明实施例1提供的射流控制飞行验证方法的步骤S6的示意图；

[0052] 图6为本发明实施例1提供的射流控制飞行验证方法的步骤S3的流程示意图。

具体实施方式

[0053] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0054] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0055] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0056] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0057] 另外，在本申请的描述中，各个步骤的标号“S1、S2、S3···”等仅用于区分各个步骤，不应被视为对各个步骤的先后顺序的限制。根据实际情况和需要，可以灵活地对各个步骤的事事顺序进行调整。

[0058] 实施例1

[0059] 请参照图1，本实施例提供一种射流控制飞行验证方法，射流控制飞行验证方法包括以下步骤：

[0060] S1：于飞行平台设置射流舵面和机械舵面；

[0061] S2：设置飞行平台的基准状态；

[0062] S3：利用机械舵面将飞行平台调整至基准状态后，锁定机械舵面；

[0063] S4：利用射流舵面操控飞行平台，以对射流舵面的控制性能进行验证。

[0064] 在进行验证的过程中，先利用机械舵面将飞行平台调整至基准状态之后，再利用射流舵面操控飞行平台来验证射流舵面的控制性能，如此设计，一方面可以确保飞行平台能够准确地达到预设的基准状态，保证后续开展对射流舵面的测试结果的准确性。另一方面，将飞行平台调整至基准状态无需采用射流舵面，降低了验证过程中射流舵面的使用占比，射流舵面无需在保证飞行平台的在基准状态下的平衡的前提下测试其控制性能，而是直接在已经处于基准状态的飞行平台上对射流舵面射流舵面的控制性能进行验证。

[0065] 也就是说，射流舵面一旦作动，其作动效果可以直接反映到飞行平台的姿态变化上，可以更加精确地对射流舵面的控制性能进行验证和评估。

[0066] 与采用射流舵面将飞行平台调整至基准状态再进行射流舵面的控制性能验证的方式相比，在验证过程中无需将用于使飞行平台保持基准状态的那一部分的射流舵面的能效扣除，大大降低了验证难度，提高了验证结果的准确性。

[0067] 由于机械舵面是传统的成熟技术，采用机械舵面来将飞行平台调整至基准状态，更利于保证基准状态的稳定性和实验过程的可控性。若是利用射流舵面代替机械舵面来将飞行平台调整至基准状态，由于射流舵面的控制性能本身就还需要进行验证，对其实际的控制性能本身就掌握不足，要利用射流舵面是飞行平台稳定地保持在基准状态的难度非常高，加上后续还要在基准状态的基础上继续开展对射流舵面的验证，这就使得飞行平台的飞行状态非常不稳定，潜在风险非常高，不仅无法保证验证过程的安全性，也无法保证验证结果的可靠性。

[0068] 通过本实施例的技术方案的特殊设计，有效地克服了以上问题，大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。

[0069] 在此基础上，由于飞行平台上同时设置了机械舵面和射流舵面，可以预先设置不同的基准状态，然后在不同的基准状态下分别对射流舵面的控制性能进行验证，这样的话，在保持射流舵面的调整范围不变的情况下，可以有效地拓宽射流舵面在飞行平台的实际验证范围，便于更加准确地确定飞行器的姿态调控极限，对于掌握飞行器的实际性能和性能极限而言具有积极意义，同时为飞行器的使用安全标准提供了参考。这些均有助于推动射流控制技术的深入研究和实际应用。

[0070] 请参照图2，在本实施例中，射流控制飞行验证方法还包括以下步骤：

[0071] S5：当射流舵面异常时，关闭射流舵面并激活机械舵面。

[0072] 当射流舵面出现异常，将射流舵面关闭后，由于机械舵面仍然保持在之前基准状态下的偏转状态，射流舵面一旦关闭，在机械舵面的作用下，飞行平台会重新回到之前的基准状态。为了确保飞行平台在回到之前的基准状态过程中的安全性，重新激活机械舵面，可以根据飞行平台的实际姿态合理调整机械舵面，是飞行平台能够更加平稳、安全地回到配平状态。

[0073] 通过该设计，可以有效地提高验证过程的安全性。若未设置机械舵面，当射流舵面出现异常，无论是继续开启射流舵面还是直接关闭射流舵面，均容易导致飞行平台损毁。而本实施例的技术方案可以该上述问题发生，在射流舵面异常的情况下仍然能够确保飞行平台的安全性。

[0074] 进一步地，请参照图3，步骤S5包括以下步骤：

[0075] S51：在射流舵面异常时确定射流舵面的失效方向；

[0076] S52：关闭失效方向上的射流舵面；

[0077] S53：激活失效方向上的机械舵面。

[0078] 在射流舵面异常时，若射流舵面并非完全无法使用，可以先确定射流舵面的失效方向，评估出射流舵面实际的失效情况，若只是在某些方向上失去了调控能力，比如横向、纵向和偏航中的一者或两者，就可以只关闭失效方向上的射流舵面，保留未失效的射流舵面的控制权限，同时将失效方向上的机械舵面重新激活。

[0079] 在失效方向上，利用机械舵面重新控制飞行平台以保证飞行平台的安全性和稳定性。而在未失效的方向上，该方向上的射流舵面仍然可以正常工作，那么针对该方向的射流舵面的验证工作就可以继续进行。

[0080] 具体的，请参照图4，步骤S5还包括以下步骤：

[0081] S54：飞行平台回到失效方向上的基准状态后，利用射流舵面在非失效方向上操控飞行平台，以对射流舵面的控制性能继续进行验证。

[0082] 通过该设计，不仅保证了飞行平台的安全性，而且大大提高了验证过程的抗故障和抗风险能力，使得验证过程能够更大限度地进行下去，避免了因为射流舵面的一部分发生故障而导致整个验证试验中断的情况，不仅有助于提高验证进度，还能够降低验证成本。

[0083] 请参照图5，射流控制飞行验证方法还包括以下步骤：

[0084] S6：在飞行平台通过机械舵面重新回到基准状态的过程中，验证机械舵面的姿态回调性能。

[0085] 在射流舵面异常时，在失效方向上通过机械舵面重新回到基准状态，在这个过程中，可以同时对机械舵面对飞行平台的姿态回调性能进行验证，评估机械舵面对于飞行平台安全的实际保障能力，这样也便于在后续的验证过程中，为不同的射流舵面匹配合适的机械舵面，以满足安全需求。

[0086] 进一步地，请参照图6，在本实施例中，步骤S3包括：

[0087] S31：选定验证方向；

[0088] S32：利用机械舵面将飞行平台在验证方向调整至基准状态；以及

[0089] S33：在验证方向上锁定机械舵面。

[0090] 步骤S4包括：利用射流舵面在验证方向上对飞行平台进行操控，以验证射流舵面在该操控方向上的控制性能。

[0091] 在实际的验证过程中，若只需要对射流舵面在某些方向上的控制性能进行验证，就可以将这些方向选定为验证方向，针对性地对射流舵面在验证方向的控制性能进行验证。这有利于提高验证效率。

[0092] 其中，为了进一步提高验证过程的安全性和验证射流舵面的针对性，步骤S33包括：保留机械舵面在非验证方向的控制权限，限制机械舵面在验证方向的控制权限。

[0093] 相应的，步骤S4包括：控制射流舵面在验证方向上作动，使飞行平台达到新的配平状态，以验证射流舵面在验证方向上的控制性能。

[0094] 在验证过程中，在步骤S4中，可以是通过调整射流舵面的压比来完成对飞行平台的姿态操控，且不限于此。

[0095] 机械舵面包括：升降机械舵面、横向机械舵面和航向机械舵面。

[0096] 在步骤S3中，锁定机械舵面包括：将升降机械舵面、横向机械舵面和航向机械舵面中的至少一者进行锁定。

[0097] 相应的，步骤S4包括：利用射流舵面在被锁定的机械舵面所对应的操控方向上对飞行平台进行操控，以验证射流舵面在该操控方向上的控制性能。

[0098] 通过该设计，验证过程具备更高的灵活性和针对性。

[0099] 本申请的技术方案可以将射流飞行控制技术的飞行试验安全风险、技术风险等降至最低，保证飞行试验及其系统平台的安全。本验证方法简单、便于实现，同时可以显著减低飞行验证试验的技术风险、安全风险和系统风险，提高技术验证的成功率。

[0100] 实施例2

[0101] 本实施例提供一种飞行验证模型，飞行验证模型包括：飞行平台、射流舵面、机械舵面和切换机构。射流舵面和机械舵面均安装于飞行平台。飞行验证模型可用于实现实施例1所提供的射流控制飞行验证方法。

[0102] 切换机构用于在机械舵面将飞行平台调整至所需状态后锁定机械舵面，也可在射流舵面异常时重新激活机械舵面。射流舵面用于在机械舵面被锁定后操控飞行平台，以对射流舵面的控制性能进行验证。

[0103] 综上所述，本发明实施例提供的射流控制飞行验证方法能够大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。此外，还能够进一步拓宽飞行器的姿态控制的验证范围，便于更加准确地确定飞行器的姿态调控极限，对于掌握飞行器的实际性能和性能极限而言具有积极意义，同时为飞行器的使用安全标准提供了参考。这些均有助于推动射流控制技术的深入研究和实际应用。

[0104] 本发明实施例提供的飞行验证模型能够大大降低射流验证过程的技术风险和安全风险，有效保障射流验证过程的准确性和安全性，使得射流验证过程能够可靠、稳定实施，降低了射流验证过程的技术难度。此外，还能够进一步拓宽飞行器的姿态控制的验证范围，便于更加准确地确定飞行器的姿态调控极限，对于掌握飞行器的实际性能和性能极限而言具有积极意义，同时为飞行器的使用安全标准提供了参考。这些均有助于推动射流控制技术的深入研究和实际应用。

[0105] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。